CN103753207B - 用于风力发电机主轴的翻转装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于风力发电机主轴的翻转装置，包括支座总成、翻转架和主油缸，所述翻转架可转动地连接于支座总成上并可转动至水平状态和竖直状态，所述翻转架上设有用于支撑和固定风力发电机主轴的支撑固定结构，所述主油缸的一端铰接于支座总成上，所述主油缸的另一端铰接于翻转架上。本发明具有结构简单、成本低廉、操作方便、安全可靠、自动化程度高等优点。

Description

用于风力发电机主轴的翻转装置

技术领域

本发明主要涉及风力发电设备领域，特指一种用于风力发电机主轴的翻转装置，尤其指用于2.5兆瓦风力发电机主轴的翻转装置。

背景技术

风力发电机组的主轴一般具有很大的尺寸和重量，以2.5兆瓦风电机组为例，2.5兆瓦风电机组的主轴长3.3米，最大直径1.6米，重11.5吨；组装后的主轴总成最大直径2.5米，重18吨，长度不变。由于主轴在运输和储存时都处于水平状态，因此组装时首先需要先将主轴从水平状态翻转到竖直状态，以便于主轴轴承、轴承座等部件的装配；待主轴上的部件装配完成后，再将主轴总成从竖直状态翻转到水平状态，以进行主轴总成与主齿轮箱的对接安装。

目前，主轴的翻转一般是使用天车的主、副吊钩分别挂住主轴的前、后端，配合操作主、副吊钩的升降实现主轴的翻转作业。这种翻转方式存在以下缺陷：1、在翻转过程中天车吊绳处于斜拉状态，容易损坏天车；2、翻转过程需要人为操作天车主副钩的升降，对作业人员的技能要求高，且操作过程存在较大的安全隐患；3、生产专业化和生产自动化程度低。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于：针对现有技术存在的不足，提供一种结构简单、成本低廉、操作方便、安全可靠、自动化程度高的用于风力发电机主轴的翻转装置。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种用于风力发电机主轴的翻转装置，包括支座总成、翻转架和主油缸，所述翻转架可转动地连接于支座总成上并可转动至水平状态和竖直状态，所述翻转架上设有用于支撑和固定风力发电机主轴的支撑固定结构，所述主油缸的一端铰接于支座总成上，所述主油缸的另一端铰接于翻转架上。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述支撑固定结构包括用于支撑固定主轴前端的前支撑固定装置和用于支撑固定主轴后端的后支撑固定装置，所述前支撑固定装置和后支撑固定装置分别设于翻转架的两端。

所述前支撑固定装置包括用来与主轴前端侧壁支承配合的托台和用来与主轴前端法兰对接的固定盘，所述固定盘上设有与主轴前端法兰上的螺孔对应的螺栓孔。

所述后支撑固定装置包括与主轴后端外径适配的环形卡箍，所述环形卡箍包括呈半圆状的上合页和下合页，所述下合页固定于翻转架上，所述上合页可转动地连接于下合页上。

所述后支撑固定装置还包括用于带动环形卡箍开合的驱动组件，所述驱动组件包括第一连杆、第二连杆以及用于驱动第二连杆摆动的卡箍油缸，所述第一连杆的一端与第二连杆的一端铰接，所述第一连杆的另一端与上合页铰接，所述第二连杆的另一端与下合页铰接。

所述上合页与下合页闭合时，所述第一连杆与第二连杆平行。

所述翻转架处于水平状态时，所述翻转架的重心、或者翻转架和主轴/主轴总成组合体的重心处于翻转架转动轴与主油缸在翻转架上的铰接点之间。

所述支座总成包括底座、固定于底座两侧的立柱以及固定于底座一端的后座，所述立柱顶端设有轴承座，所述翻转架的转动轴通过轴承安装于轴承座中，所述主油缸的一端铰接于后座上。

所述底座通过地脚螺栓固定于地面。

所述翻转架处于竖直状态时，所述前支撑固定装置位于后支撑固定装置的下方。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明结构简单、成本低廉，只需先通过天车将主轴固定于翻转架上，再通过油缸驱动翻转架转动，就能实现主轴的自动翻转，自动化程度高。

2、本发明可配合天车完成主轴与其它部件的组装，而且能够代替天车完成主轴的翻转操作，对作业人员的天车操作要求大大降低，降低了安全隐患，操作更加方便、安全、可靠。

3、翻转架处于水平状态时，翻转架的重心、或者翻转架和主轴/主轴总成组合体的重心始终处于翻转架转动轴与主油缸在翻转架上的铰接点之间，使得翻转架能够依靠自身重力从水平状态转动为竖直状态，同时翻转架从竖直状态转动为水平状态的过程中，主油缸始终输出推力，这样，只需控制主油缸无杆腔液压油的进油速度或者回油速度，就可以控制翻转架的转动速度，从而简化液压控制，并提高安全性。

4、上合页与下合页闭合时，第一连杆与第二连杆平行，由第一连杆、第二连杆和卡箍油缸构成的连杆机构处于自锁状态，可以防止翻转架转动过程中上合页自动张开，从而提高安全性。

附图说明

图1为本发明在翻转架处于竖直状态时的结构示意图。

图2为本发明在翻转架处于水平状态时的结构示意图。

图3为本发明中后支撑固定装置在闭合状态的结构示意图。

图4为本发明中后支撑固定装置在张开状态的结构示意图。

图例说明：1、支座总成；11、底座；12、立柱；13、轴承座；14、后座；2、主油缸；3、翻转架；4、前支撑固定装置；41、托台；42、固定盘；421、螺栓孔；5、后支撑固定装置；51、上合页；52、下合页；53、第一连杆；54、第二连杆；55、卡箍油缸。

具体实施方式

以下结合具体实施例和附图对本发明作进一步详细说明，应当指出，本发明的保护范围并不仅局限于下述实施例，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，也应视为本发明的保护范围。

如图1和图2所示，本发明的用于风力发电机主轴的翻转装置，包括支座总成1、翻转架3和主油缸2，翻转架3可转动地连接于支座总成1上并可转动至水平状态和竖直状态，翻转架3上设有用于支撑和固定风力发电机主轴的支撑固定结构。主油缸2的一端铰接于支座总成1上，主油缸2的另一端铰接于翻转架3上，通过主油缸2的驱动力控制翻转架3的翻转。需要对主轴装配轴承等部件时，先使翻转架3处于水平状态，然后通过天车将水平状态的主轴吊到翻转架3上并固定，再通过翻转架3带动主轴转动至竖直状态，从而实现主轴的翻转，以便对主轴进行装配操作。

本实施例中，支撑固定结构包括用于支撑固定主轴前端的前支撑固定装置4和用于支撑固定主轴后端的后支撑固定装置5，前支撑固定装置4和后支撑固定装置5分别设于翻转架3的两端。

本实施例中，前支撑固定装置4包括用来与主轴前端侧壁支承配合的托台41和用来与主轴前端法兰对接的固定盘42，固定盘42上设有与主轴前端法兰上的螺孔对应的螺栓孔421。翻转架3处于竖直状态时，前支撑固定装置4位于后支撑固定装置5的下方，以便于人工对固定盘42和主轴前端法兰进行手动对接操作。

参见图3、图4，本实施例中，后支撑固定装置5包括与主轴后端外径适配的环形卡箍和用于带动环形卡箍开合的驱动组件。环形卡箍包括呈半圆状的上合页51和下合页52，下合页52固定于翻转架3上，上合页51可转动地连接于下合页52上。驱动组件包括第一连杆53、第二连杆54以及用于驱动第二连杆54摆动的卡箍油缸55，第一连杆53的一端与第二连杆54的一端铰接，第一连杆53的另一端与上合页51铰接，第二连杆54的另一端与下合页52铰接。卡箍油缸55的一端与固定于第二连杆54上的连接件铰接，卡箍油缸55的另一端铰接于下合页52上。

当卡箍油缸55的活塞杆伸出时，上合页51缓慢张开，至卡箍油缸55的活塞杆完全伸出，上合页张开约93度，满足主轴后端落入卡箍的空间尺寸要求。当卡箍油缸55的活塞杆完全退回时，上合页51与下合页52闭合，此时，第一连杆53、第二连杆54的三个铰接点处于一条直线上，即第一连杆53与第二连杆54平行，由第一连杆53、第二连杆54和卡箍油缸55构成的连杆机构处于自锁状态，可以防止翻转架3转动过程中上合页51自动张开，从而提高安全性。

本实施例中，翻转架3处于水平状态时，翻转架3的重心、或者翻转架3和主轴/主轴总成组合体的重心始终处于翻转架3转动轴与主油缸2在翻转架3上的铰接点之间，其中，主轴总成是指已装配有轴承等附属部件的主轴。所以，翻转架3能够依靠自身重力从水平状态转动为竖直状态，同时翻转架3从竖直状态转动为水平状态的过程中，主油缸始终输出推力。这样，在翻转架3从竖直状态翻转为水平状态的过程中，只需控制主油缸2无杆腔液压油的进油速度，就能够控制翻转架3的转动速度；在翻转架3从水平状态翻转为竖直状态的过程中，只需控制主油缸2无杆腔液压油的回油速度，就能够控制翻转架3的转动速度；从而简化液压控制，并提高安全性。

本实施例中，支座总成1包括底座11、固定于底座11两侧的立柱12以及固定于底座11一端的后座14。其中，底座11通过地脚螺栓固定于地面，立柱12顶端设有轴承座13，翻转架3的转动轴通过轴承安装于轴承座13中，主油缸2的一端铰接于后座14上。

采用本发明进行主轴翻转作业过程为：

1）操作液压控件，使主油缸2无杆腔进油，主油缸2活塞杆推出带动翻转架3旋转，当主油缸2活塞杆完全推出时翻转架3处于水平状态，此时用安全销锁定翻转架3（防止翻转架3回落），然后操作液压控件使上合页51张开。

2）用天车将水平状态的主轴吊到翻转架3上，使主轴前端放置在前支撑固定装置4的托台41上，主轴后端放置在后支撑固定装置5的下合页52上；然后用螺栓将主轴前端法兰与固定盘42固定，并操作液压控件使上合页51与下合页52闭合，夹紧主轴后端。

3）取出翻转架3的安全销，操作液压控件使主油缸2的活塞杆缩回，当主油缸2的活塞杆完全退回时翻转架3处于竖直状态；此时便可对主轴进行轴承等部件的装配，将主轴装配为主轴总成，装配完成后，卸除固定主轴前端的螺栓，并张开夹紧主轴后端的上合页，用天车将竖直状态的主轴总成吊出，等待后续安装。

采用本发明进行主轴总成翻转作业过程为：

1）在翻转架3处于竖直状态时，操作液压控件张开上合页51，将竖直状态的主轴总成吊到翻转架3上，然后用螺栓将主轴前端法兰与固定盘42固定，并操作液压控件使上合页51与下合页52闭合，夹紧主轴后端。

2）操作液压控件使主油缸2活塞杆推出，主油缸2活塞杆完全推出时翻转架3处于水平状态，用安全销锁定翻转架3。此时便可对主轴总成进行主齿轮箱的对接安装，安装完成后，卸除固定主轴前端的螺栓，并张开夹紧主轴后端的上合页，用天车将竖直状态的主轴总成吊离翻转架3储存备用。

3）取出安全销，操作液压控件使翻转架3回复到竖直状态。

Claims (6)

1.一种用于风力发电机主轴的翻转装置，其特征在于：包括支座总成（1）、翻转架（3）和主油缸（2），所述翻转架（3）可转动地连接于支座总成（1）上并可转动至水平状态和竖直状态，所述翻转架（3）上设有用于支撑和固定风力发电机主轴的支撑固定结构，所述主油缸（2）的一端铰接于支座总成（1）上，所述主油缸（2）的另一端铰接于翻转架（3）上，所述支撑固定结构包括用于支撑固定主轴前端的前支撑固定装置（4）和用于支撑固定主轴后端的后支撑固定装置（5），所述前支撑固定装置（4）和后支撑固定装置（5）分别设于翻转架（3）的两端，所述前支撑固定装置（4）包括用来与主轴前端侧壁支承配合的托台（41）和用来与主轴前端法兰对接的固定盘（42），所述固定盘（42）上设有与主轴前端法兰上的螺孔对应的螺栓孔（421），所述后支撑固定装置（5）包括与主轴后端外径适配的环形卡箍，所述环形卡箍包括呈半圆状的上合页（51）和下合页（52），所述下合页（52）固定于翻转架（3）上，所述上合页（51）铰接于下合页（52）上，所述后支撑固定装置（5）还包括用于带动环形卡箍开合的驱动组件，所述驱动组件包括第一连杆（53）、第二连杆（54）以及用于驱动第二连杆（54）摆动的卡箍油缸（55），所述第一连杆（53）的一端与第二连杆（54）的一端铰接且铰接点位于上合页（51）与下合页（52）铰接点一侧，所述第一连杆（53）的另一端与上合页（51）铰接且铰接点位于上合页（51）与下合页（52）铰接点一侧，所述第二连杆（54）的另一端与下合页（52）铰接且铰接点位于上合页（51）与下合页（52）铰接点一侧。

2.根据权利要求1所述的用于风力发电机主轴的翻转装置，其特征在于：所述上合页（51）与下合页（52）闭合时，所述第一连杆（53）与第二连杆（54）平行。

3.根据权利要求1至2任意一项所述的用于风力发电机主轴的翻转装置，其特征在于：所述翻转架（3）处于水平状态时，所述翻转架（3）的重心、或者翻转架（3）和主轴/主轴总成组合体的重心处于翻转架（3）转动轴与主油缸（2）在翻转架（3）上的铰接点之间。

4.根据权利要求1至2任意一项所述的用于风力发电机主轴的翻转装置，其特征在于：所述支座总成（1）包括底座（11）、固定于底座（11）两侧的立柱（12）以及固定于底座（11）一端的后座（14），所述立柱（12）顶端设有轴承座（13），所述翻转架（3）的转动轴通过轴承安装于轴承座（13）中，所述主油缸（2）的一端铰接于后座（14）上。

5.根据权利要求4所述的用于风力发电机主轴的翻转装置，其特征在于：所述底座（11）通过地脚螺栓固定于地面。

6.根据权利要求1至2任意一项所述的用于风力发电机主轴的翻转装置，其特征在于：所述翻转架（3）处于竖直状态时，所述前支撑固定装置（4）位于后支撑固定装置（5）的下方。